Kara Delik Nedir? Nasıl Oluşur?

kara delik uzay

Kara deliklerin oluşumu, evrenle ve özellikle uzay ile gök bilimleri ile yakından ilgilenen kişilerin en çok merak ettiği konulardan biridir. Kara delikler, uçsuz bucaksız olan uzayda yol alan hiçbir maddenin veya radyasyon dalgasının kendisinden kaçamayacağı büyük kütle çekim alanları olarak özetlenebilmektedir. Geçmişten günümüze pek çok bilim kurgu romanına ve filmlerine konu olan kara delikler, gizemli görülen uzay figürlerinden biri olarak nitelendirilmektedir. Esasında kara delikler, yaşam süresini doldurmuş ölü yıldızlardır. Bu yazımızda kara delik olarak adlandırılan uzay figürlerinin ne olduğu ve nasıl meydana geldiği hakkında bilinmesi gereken bütün detayları bulabilirsiniz.

Kara Delik Nedir?

Kara delik tanımı yapıldığında, en genel ve açıklayıcı tabiriyle kara deliklerin, uzayda bulunan hiçbir maddenin kaçamayacağı kadar büyük bir kütleye sahip olan alanlardır. Ölü yıldızlar olarak da bilinen kara delikler, uzayda radyasyonun bile kaçamayacağı tek alandır. Yaşam süresinin sonuna gelmiş ve enerjisi tükenmiş yıldızlar olan kara delikler, büyük kütleli bir yıldızın temel yakıtı bittiğinde kendi üzerine çökmesiyle ortaya çıkmaktadır. Uzayda yapılan araştırmalara göre günümüze kadar yapan incelemelerde pek çok farklı kara delik görülmüş ve uzay zaman üzerinde konumları tespit edilmiştir.

Kara Delikler Nasıl Meydana Gelir?

kara delik uzay

Kara deliklerin oluşumu, merak uyandıran bir konudur. Radyasyonun ve ışığın bile kendisinden kaçamadığı devasa kütle çekim alanları olan kara deliklerin nasıl meydana geldiği en çok merak edilen konular arasında yer almaktadır.

Bunu açıklamak için öncelikle yıldızın nasıl bir yaşama sahip olduğunu iyi kavramak gerekmektedir. Çünkü kara deliklerin ölü yıldızlar olduğunu daha önce belirtmiştik. Bu sebeple bir yıldızı, devasa bir termonükleer reaktör olarak kafanızda canlandırabilirsiniz. Bu termonükleer reaktörün çalışabilmesi için gerekli olan yakıt, yıldızın çekirdeğinde meydana gelen füzyon tepkimeleridir.

Füzyon tepkimeleri, her yıldızın çekirdeğinde kendiliğinden oluşan bir işlemdir. Bu tür tepkimelerde hidrojen gibi daha küçük atom numarası bulunan elementlerin birbirleriyle harekete geçmesi söz konusu olmaktadır.

Hidrojenler yıldızın çekirdeğinde birbirleriyle kaynayarak helyum gibi daha büyük atomlardan oluşan elementlere dönüşmektedir. Bu füzyon adı verilen kaynaşma sırasında da elementlerden etrafa bol miktarda enerji saçılmaktadır. Söz konusu enerji, yıldızın içindeki atomları dışarıya yani uzay boşluğuna doğru itmektedir.

Bu itişe rağmen yıldızın dağılmasını ve bir toz bulutu gibi uzay zaman düzleminde kaybolup gitmesini engelleyen bir diğer kuvvet bulunmaktadır. Yine yıldızın çekirdeğinden yayılan kütleçekim kuvveti bu noktada devreye girmektedir. Dolayısıyla atomlar arası içe doğru yönlü olacak şekilde gerçekleşen bu kuvvet,, füzyon tepkimesinin dışa doğru ittiği atomları geri çekerek denge sağlar. Bu sayede yıldızlar, bilimsel tabiriyle hidrostatik denge adı verilen bir denge halinde kalmayı başarmaktadır.

Kara Delik Oluşumunda Hidrostatik Dengenin Bozulması

Kara delikler meydana gelirken hidrostatik denge bozulma eğilim göstermektedir. Bu süreçte füzyon tepkimesi yani atomların yıldızın dışına doğru itilmesi sonsuza kadar süren bir işlem değildir. Yıldızlar, kendilerinden önce uzayda meydana gelen gaz ve toz bulutundan oluşmaktadır.

Nebula adı verilen bu gaz ve toz bulutları ise daha önceden ömrünü doldurmuş olan yıldızların etrafa saçmış oldukları toz bulutlarıdır. Bu gaz ve toz bulutu içinde belirli oranlarda hidrojen atomu bulunmaktadır.

Söz konusu atomların sayısı belirli olduğu için bir süre sonra yıldızın tüketebileceği hidrojen miktarının sonuna geldiğinde yıldız tüm yakıtını tüketmiş sayılmaktadır. Bu süreçte füzyon tepkimesi giderek yavaşlar fakat yıldızın dengesini sağlayan kütleçekim etkisinde bir yavaşlama olmaz. Dolayısıyla giderek ağır basan kütleçekimi, hidrostatik dengeyi bozar ve yıldız kendi içine doğru çökmeye başlar.

Kara Deliklerin Oluşumu

kara delik uzay

Kara deliklerin oluşum süreci, yıldızın hidrostatik dengesinin bozulmasından itibaren hız kazanmaktadır. Yıldızın gövdesinde bulunan ağır elementler içeri doğru çökmeye başladıkça atomlarda değişiklikler meydana gelir.

Atomların etrafında dönen elektronlar birbirlerine daha fazla yaklaşır. Bu yaklaşımla birlikte atomlar birbirlerini itmeye başlarlar. Söz konusu itiş gücü kuvvetli bir noktada kütleçekimine üstün gelince yıldız muhteşem güçle patlar. Bu patlamalar uzay bilimlerinde Süpernova ve daha büyükleri Hipernova olarak adlandırılan olaylardır.

Süpernovanın meydana gelmesinden sonra uzaya yüksek miktarda enerji ve atom saçılır. Bu atomlar uzaya dağıldıkça toz ve gazlardan oluşan nebulaları meydana getirir. Nebulalar yeni yıldızların kütleçekim prensibiyle meydana gelmesini sağlayan bir nevi doğum evi niteliğindedir. Tıpkı doğada canlılık ile ölüm arasındaki dengede olduğu gibi uzayın dengesinde de ölü bir yıldızın tozları, yeni bir yıldızın yaşamına vesile olmaktadır.

Ancak süpernova sonrasında yıldızdan geriye sadece çekirdek içinde sıkışan madde kalır. Bu maddeler bazı durumlarda farklı isimlerle adlandırılan yeni yıldızları oluşturur. Bazen de kara delikleri meydana getirir. Eğer kendi üzerine çöküp patlayan yıldızın kütlesi belirli bir sınırın üzerindeyse yoğunluk inanılmaz boyutlara geleceği için ortaya yeni yıldız yerine kara delikler çıkar.

Evreni oluşturan uzay zaman dokusunu normal kütleli cisimlere göre çok daha fazla bükme kapasitesine sahip kara delikler, radyasyonun bile kaçamadığı bir çekim gücüne sahiptir.

Kara Deliklerin Yoğunluğu

Kara deliğin yoğunluk seviyesi, anlaşılması epey güç olan bir konudur. Ancak hayal gücünüzü çalıştırarak kara deliklerin ne kadar yoğun bir çekim gücüne sahip olduğunu kavrayabilirsiniz. Güneş’ten milyonlarca kat büyük bir kütleyi hayal edin. Bu kütlenin hepsini yaşadığınız şehrin yüz ölçümüne sığdırdığınızda ya da sıkıştırdığınızda kara deliklerin sahip olduğu yoğunluğu idrak edebilirsiniz.

Fizik derslerinden hatırlayacağınız gibi yoğunluk, kütlenin hacme bölünmesiyle elde edilen bir değerdir. Bu açıdan bakıldığında yoğunluk ile kütle doğru orantılıyken hacim ile ters orantılıdır. Uzayda fark edilmesi pek de zor olmayan kara delikler gibi devasa gök cisimlerinin kütlesi aşırı büyük olmasına rağmen hacimleri aşırı küçüktür. Bu da akıl erdirilemeyen bir yoğunluk demektir.

Kara Delikler Neden Siyah Renklidir?

Kara deliklerin siyah rengi, pek çok tartışmayı da beraberinde getirmektedir. Kara deliklere ulaşan ışık da kütleçekim gücünden etkilendiği için ışığın geri yansıması söz konusu olmamaktadır. Işık kara deliklerin ufkundan dışarı çıkamaması sebebiyle, uzayda bir kara deliğe baktığınızda adından da anlaşılacağı üzere sadece siyah renkli bir kütle görebilirsiniz.

Aslında kara delikler siyah renkli değildir. Çünkü orada hiçbir şey göremediğiniz için gözünüzle tespit ettiğiniz bölgedeki şeyin siyah renkli bir delik olduğunu ifade edebilirsiniz. Bu yüzden kara delikler, kendilerine bakan gözlemciye hiçbir ışığı geri yansıtmadıkları için kapkaradırlar.

Dikkatli bir şekilde gözlem yapıldığı taktirde, kara delikleri görebilmek mümkündür. Hubble Teleskobu tarafından ilk olarak kara deliklerin dolaylı etkileri gözlemlenebilmiştir. Bu devasa kütleçekim alanlarının etrafında bulunan yıldızların tuhaf hareketler sergilediği görülmüştür. Daha sonra 2016 yılında kara deliklerin birbirine çarpması sonucunda oluşması gereken kütleçekim dalgaları ilk defa tespit edilip kaydedilmiştir.

Bu sayede kara deliklerin varlığının deney ve gözleme dayalı olarak kanıtlanması yönünde önemli bir adım atılması da mümkün olmuştur. Kara delikler hakkında yapılan araştırmalar, en sonunda 2019 yılında en üst seviyeye çıkmıştır. Bilim insanları, ilk defa kara delikler fotoğrafı çekimi yaparak, Görelilik Teorisi’nin öngörüleri kapsamında kara deliklerin var olduğunu kanıtlamayı başarmıştır.

Kara Delik Oluşturan Yıldızın Büyüklüğü Ne Kadar Olmalıdır?

Kara delik meydana getiren yıldızın büyüklük derecesi değişiklik gösterebilmektedir. Çünkü her kara delik, bir yıldızın yakıtını tüketmesi sonucu oluşmaz. Eğer öyle bir durum olsaydı evrende sayısız kara delik görülmesi gerekirdi Fakat en yaygın kara delik oluşum türü, yıldızların çökmesi sonucu oluştuğu için bu olayın meydana gelmesi için yıldızın da belirli büyüklükte olması gerekmektedir.

Söz konusu kütle sınırına Chandrasekhar Limiti adı verilmektedir. Güneş’in 1.5 katı kadar olduğu düşünülen bu kütle, bazı durumlarda 3 katına kadar çıkabilmektedir.

Bir başka deyişle uzay boşluğunda kara delik meydana getirme potansiyeli olan bir yıldızın Güneş’in kütlesinden en az 3 kat büyük kütleye sahip olması gerekmektedir. Yapılan araştırmalara göre bu kütle limitinden düşük olan yıldızlar, yakıtlarını tüketip öldüklerinde geriye bembeyaz bir ışık küresi bırakmış olmaktadır. Bu tür yıldızlara uzay biliminde beyaz cüce adı verilmektedir.

Beyaz cücelerin meydana gelmesi sürecinde yıldızın dış kısımları uzaya saçılır ve gezegen oluşturan nebulaları meydana getirir. Bu gaz ve toz bulutlarında aralarında Dünya’mızın da bulunduğu gezegenler oluşmaktadır.

Kara Deliğin İçine Düşersek Ne Olur?

Kara deliğin içine düşme konusu, özellikle popüler kültürde pek çok bilim kurgu romanına ve hatta filmlere de malzeme olan bir konudur. Bilimsel çalışmalar nezdinde kara deliklerin içinde ne olduğu veya bu devasa yoğunluktaki kütlelerin içinde ne tür olaylar geliştiği hakkında henüz kapsamlı bilgiler elde edilmemiştir. Ancak yine de Görelilik Teorisi’nin bizlere söylediğine göre kara deliklerin içinde nasıl bir süreç yaşandığı hakkında bazı tezler öne sürülebilmektedir. Kara delikler gibi yüksek kütleçekim kuvvetine sahip olan gök cisimlerinin yakınında bulunan bir astronot, gelgit kuvvetleri denilen baz kuvvetlerin etkisinde kalacaktır.

Bu kuvvetlere göre vücudunun farklı bölümleri farklı miktarda kütleçekim kuvvetine maruz kalacaktır. Kara deliğe ilk olarak ayaklarıyla düşen bir astronotun ayakları kara delik içinde kafasına göre daha fazla çekim gücüne maruz kalacağı için astronot bir lastik veya bir spagetti gibi uzayacaktır. Bu benzetme Stephen Hawking tarafından adı konulan spagettifikasyon şeklinde tanımlanmaktadır.